//实现二叉树

import com.sun.source.tree.Tree;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class BinaryTree {
    //定义节点--静态内部类
    static class TreeNode{
        public char val;//节点里的数据
        public TreeNode left;//存放左孩子节点的引用
        public TreeNode right;//存放右孩子节点的引用

        public TreeNode(char val){
            this.val=val;
        }
    }


    //构造一颗二叉树，返回根节点--此方法很low，只是为了便于理解才这样写的
    public TreeNode creatNode(){
        TreeNode A=new TreeNode('A');
        TreeNode B=new TreeNode('B');
        TreeNode C=new TreeNode('C');
        TreeNode D=new TreeNode('D');
        TreeNode E=new TreeNode('E');
        TreeNode F=new TreeNode('F');
        TreeNode G=new TreeNode('G');
        TreeNode H=new TreeNode('H');

        A.left=B;
        A.right=C;
        B.left=D;
        B.right=E;
        C.left=F;
        C.right=G;
        E.right=H;

        return A;//返回根节点
    }


    //不会越界 除非你给的前序遍历 不合理合法
    public static int i = 0;
    /**
     *
     * @param str 一定是合法 合理  的前序遍历的字符串
     * @return
     */
    public static TreeNode createTree(String str) {
        TreeNode root = null;
        if(str.charAt(i) != '#') {
            root = new TreeNode(str.charAt(i));
            i++;
            root.left = createTree(str);
            root.right = createTree(str);
        }else {
            i++;
        }
        return root;
    }


    //前序遍历--根 左 右
    public void preOrder(TreeNode root){
        if(root==null){
            return;
        }
        System.out.println(root.val+" ");//先打印根节点
        preOrder(root.left);//再打印左节点
        preOrder(root.right);//再打印右节点
    }


    //中序遍历--左 根 右
    public void inOrder(TreeNode root){
        if(root==null){
            return;
        }
        inOrder(root.left);
        System.out.println(root.val+" ");
        inOrder(root.right);
    }


    //后序遍历
    public void postOrder(TreeNode root){
        if(root==null){
            return;
        }
        postOrder(root.left);
        postOrder(root.right);
        System.out.println(root.val+" ");
    }


    //获取树中节点个数
    //1.遍历的思路
    public int nodeSize1;
    public void size(TreeNode root){
        if(root==null){
            return;
        }
        nodeSize1++;
        size(root.left);
        size(root.right);
    }
    //2.子问题思路
    public int size2(TreeNode root){
        if(root==null){
            return 0;
        }
        int tmp=1+size2(root.left)+size2(root.right);
        return tmp;
    }


    //获取叶子节点的个数
    //1.遍历思路
    int leafNodeCount=0;
    public int getLeafNodeCount1(TreeNode root){
        if(root==null){
            return 0;
        }
        //int leafNodeCount=0;不能在这里面定义，不然每次递归都会被置为0
        if(root.left==null&&root.right==null){
            leafNodeCount++;
        }
        getLeafNodeCount1(root.left);
        getLeafNodeCount1(root.right);
        return leafNodeCount;
    }
    //2.子问题思路
    /**
     * 求叶子节点个数
     * 子问题：左树的叶子 + 右树的叶子  = 整棵树的叶子节点   递推公式
     * 什么是叶子：既没有左子树 又 没有右子树 此时这个节点叫做叶子节点
     */
    public int getLeafNodeCount2(TreeNode root) {
        if(root == null) {
            return 0;
        }else if(root.left == null && root.right == null) {
            return 1;
        }else {
            return getLeafNodeCount2(root.left) + getLeafNodeCount2(root.right);
        }
    }


    //第K层节点的个数
    public int getKLeveNodeSize(TreeNode root,int k) {
        if(root == null) {
            return 0;
        }
        if(k == 1) {
            return 1;
        }
        return getKLeveNodeSize(root.left,k-1) +
                getKLeveNodeSize(root.right,k-1);
    }


    //求二叉树的高度
    /**
     * 时间复杂度：O(n)  因为要遍历完所有节点
     * 空间复杂度：O(logN)  因为左子树遍历完了它占用的空间就释放了，再接着遍历右子树，所以最多占用空间就占用树的高度
     * @param root
     * @return
     */
    public int getHeight(TreeNode root) {
        if(root == null) {
            return 0;
        }
        return getHeight(root.left) > getHeight(root.right) ?
                getHeight(root.left)+1 : getHeight(root.right)+1;
    }


    //在root这棵树当中 找到val值
    /**
     * 时间复杂度：O(n)
     * @param root
     * @param val
     * @return
     */
    public TreeNode find(TreeNode root, char val) {
        if(root == null) {
            return null;
        }
        if(root.val == val) {
            return root;
        }
        TreeNode leftValue = find(root.left,val);
        if(leftValue != null) {
            return leftValue;
        }
        TreeNode rightValue = find(root.right,val);
        if(rightValue != null) {
            return rightValue;
        }
        return null;
    }


    //力扣上求二叉树的深度
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        if(root == null) {
            return 0;
        }
        /*
        如果直接返回：
        return maxDepth(root.left) > maxDepth(root.right) ? maxDepth(root.left)+1 : maxDepth(root.right)+1;
         代码没错但在力扣上可能显示超出运行时间（虽然这样写时间复杂度没变，可见时间复杂度不是衡量运行时间的唯一标准）
         是因为maxDepth(root.left) > maxDepth(root.right) 这个表达式得到结果后，
         算 maxDepth(root.left)+1 : maxDepth(root.right)+1后面这个表达式的时候又要递归，因为前面
         并没有把递归的结果存储起来，所以增加运行时间
         */
        int leftH = maxDepth(root.left);
        int rightH = maxDepth(root.right);
        return leftH > rightH ? leftH+1 : rightH+1;

    }
    public int maxDepth2(TreeNode root) {
        if(root == null) {
            return 0;
        }
        int leftH = maxDepth2(root.left);
        int rightH = maxDepth2(root.right);
        return Math.max(leftH,rightH)+1;
    }


    //层序遍历
    public void levelOrder(TreeNode root) {
        if(root == null) return;
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);

        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode cur = queue.poll();
            System.out.print(cur.val+" ");
            if(cur.left != null) {
                queue.offer(cur.left);
            }
            if(cur.right != null) {
                queue.offer(cur.right);
            }
        }
        System.out.println();
    }


    //给你一棵二叉树 判断这棵树 是不是完全二叉树
    public boolean isCompleteTree(TreeNode root) {
        if(root == null) return true;
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);

        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode cur = queue.poll();
            if(cur != null) {
                queue.offer(cur.left);
                queue.offer(cur.right);
            }else {
                break;
            }
        }
        //再次判断队列 是不是里面都是null
        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode cur = queue.peek();
            if(cur == null) {
                queue.poll();
            }else {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}
